Изследване на субхармонични трептения в режим на пиков ток на импулсно захранване
DC-DC импулсното захранване е широко използвано в областта на електрониката, електрическото оборудване и домакинските уреди поради своите предимства на малък размер, леко тегло, висока ефективност и стабилна производителност, навлизайки в период на бързо развитие. DC-DC импулсното захранване използва силови полупроводници като превключватели и регулира изходното напрежение чрез контролиране на работния цикъл на превключвателите. Топологията на управляващата верига е разделена на режим на ток и режим на напрежение. Управлението на режима на ток се използва широко поради своите предимства като бърза динамична реакция, опростена схема на компенсация, голяма честотна лента на усилване, малка изходна индуктивност и лесно споделяне на ток. Контролът на режима на ток се разделя допълнително на контрол на пиков ток и контрол на среден ток. Предимствата на пиковия ток са: 1) бърз преходен отговор на затворена верига, както и бърз преходен отговор на промени във входното напрежение и изходния товар; 2) Контролната верига е лесна за проектиране; 3) Оборудван с проста и автоматична функция за магнитен баланс; 4) Оборудван с функция за ограничаване на моментния пиков ток и т.н. Пиковият ток на индуктивност обаче може да причини субхармонични колебания в системата. Въпреки че много литература е въвела това до известна степен, не е имало систематично изследване на субхармоничните трептения, особено на техните причини и специфично изпълнение на веригата. Тази статия ще проведе систематично изследване на субхармоничните трептения.
Причини за 1-во хармонично колебание
Като се вземе за пример превключващо захранване в режим на пиков ток на PWM модулация (както е показано на Фигура 1 и се предоставя структура за компенсиране на наклона), подробен анализ се провежда от различни гледни точки на причините за субхармоничните трептения.
За режима на управление на вътрешния контур на тока, Фигура 2 показва промяната на тока на индуктивност, когато работният цикъл на системата е по-голям от 50 процента и токът на индуктивност претърпява малка стъпка Δ, където плътната линия представлява формата на вълната на тока на индуктивност по време на нормална работа на системата, и пунктираната линия представлява действителната работна форма на вълната на индуктивния ток. Може да се види, че: 1) грешката на индуктивния ток на последния тактов цикъл е по-голяма от грешката на индуктивния ток на предишния цикъл, т.е. сигналът за грешка на индуктивния ток осцилира и се разминава и системата е нестабилна; 2) Периодът на трептене е два пъти по-голям от периода на превключване, т.е. честотата на трептене е 1/2 от честотата на превключване, което е произходът на името субхармонично трептене. Фигура 3 показва изменението на тока на индуктивност, когато работният цикъл на системата е по-голям от 50 процента и има малка стъпка AD в работния цикъл, което показва, че системата също ще изпита субхармонични колебания. Когато работният цикъл на системата е по-малък от 50 процента, въпреки че смущенията в индуктивния ток или работния цикъл също могат да причинят колебания в сигнала за грешка на индуктивния ток, това колебание принадлежи към колебанията на затихване. Системата е стабилна.
